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纸张:肿瘤细胞的3D培养基

2009-11-11 00:00 乔治·怀特塞兹 新科学家杂志 阅读 0
核心摘要: 哈佛大学科学家开发了一种新型3D细胞培养技术,使用纸张作为培养基。该技术能够模拟人体内细胞的生长环境,有助于研究肿瘤和其他疾病的成因及进行个性化药物测试,具有重要的医学研究价值。

现代办公追求“无纸化”,但哈佛大学的科学家却在实验室中为纸张找到了新用途——作为肿瘤细胞及受损心脏细胞的3D模型培养基。这一创新技术由化学家乔治·怀特塞兹领导的研究团队开发,相关成果发表在《新科学家》杂志上。

在人体中,细胞处于自然浓度梯度之下:距离主要血管越远,细胞得到的氧气和营养就越少。传统的实验室器皿中,细胞培育方式是2D模式,与人体内的环境截然不同。爱尔兰都柏林大学细胞生物学家埃曼纽埃尔·雷诺表示:“我们该抛弃那些令人生厌的瓶瓶罐罐了。”

研究团队的替代方法是:首先将含有细胞的一种凝胶喷洒到几小张消毒纸上。实验中使用的细胞包括:可形成结缔组织的人类肺癌细胞和人体成纤维细胞,以及老鼠免疫细胞。这些细胞可以渗透过纸张,如同咖啡渗透餐巾。将8张渗入细胞的纸张叠加起来,放入一种富含氧和营养素的混合液里后,细胞就会长成细胞球。

为了分析这些细胞的活动情况,研究人员可以简单地一次揭开一层纸,在显微镜下逐层观察分析,避免了传统“切片检查”易杀死细胞等弊端。实验结果显示,较外层的细胞获得养分更多,里层细胞则表现出“饥饿”状态,这与人体肿瘤的情形十分相似。这种3D培养模式有助于探明某些疾病的成因——某些组织发生氧气和营养缺失,比如因供血不足、心脏出现暂时缺氧,进而导致心脏组织受损。

纸张细胞培养基还可以用来进行“个性化”药物疗效测试。怀特塞兹说:“我们可以提取一位患者的细胞进行培养,观察不同药物对培养出的细胞球作用如何。”美国国立卫生研究院贝塞斯达研究中心细胞生物学家肯尼思·亚马达称赞纸张3D细胞培养模式极具“灵巧性”和“创新性”。

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